盐碱地遥感信息提取

(一)地物光谱信息分析

采用遥感影像参数统计方法，分析研究区主要地类的光谱特征。选择典型地类样点，每个地类选择15～30个样点，分析其光谱特性。以2005年中巴资源卫星数据为例，各地类不同波段的样本灰度均值见表3－15。

表3－15 2005年东营市垦利县典型地类中巴资源卫星影像不同波段的样本灰度均值

(二)盐碱地指数的构建

从各地类样本灰度均值可以看出，盐碱地在2、3、4波段的DN值比较高，可以考虑在这三个波段建立盐碱地指数模型。但是沙地在2、3、4波段的光谱值比盐碱地还高，这样计算出的盐碱地指数将把沙地列为退化严重的地区，与实际不相符，尤其是在1987年遥感影像中沙地面积比较大，对结果的影响很大。研究区由于黄河携带大量泥沙淤积为沙地，而泥沙中含有大量的速效氮、磷、钾等营养元素，多为非盐化或盐渍化程度很轻的土地，不应属于盐碱地。由此，本文根据沙地光谱特征，建立了 B2 + B3 + B4 ＞ 700 的掩膜模型，首先将沙地掩膜剔出。

根据剔出沙地后的地物光谱特征，盐碱地在2、3 波段的 DN 值明显高于其他地类。反映盐碱土对可见光的较强反射，而且盐碱程度越严重反射越强烈。4 波段盐碱地也有强烈反射，但是由于农用地在 4 波段的光谱值也很高，故不将 4 波段用于指数构建。为了避免或减少日照、大气等因素的影响，进一步突出盐碱地光谱信息，采用比值指标的形式构建盐碱地指数，经过多次试验，构建了如下的指数模型:

退化废弃地遥感信息提取研究

式中: B2 和 B3 分别是 2、3 波段的 DN 值。在此基础上，将 a 值转化到 ( 0，100) 的范围之内，a 值越大，盐碱程度越小。从而较好地度量了研究区土地的盐碱程度，反映了土地盐碱退化状况。

利用 Modeler Maker 模块，对构建的盐碱地指数进行计算，得到 1987 年、1998 年、2005 年的垦利县盐碱地指数。

( 三) 盐碱退化程度等级划分

将三个时期盐碱地指数图进行密度分割处理，在垦利县相关专题图件的支持下，结合当地土地退化的具体状况和盐碱地指数分布，进行了土地盐碱化程度分级 ( 表3 －16) 。

表 3 －16 垦利县土地盐碱化程度分级

根据分级结果，得到垦利县 1987 年、1998 年和 2005 年三个时期盐碱地指数等级图( 图 3 － 14、图 3 － 15、图 3 － 16) 。

图 3 －14 垦利县 1987 年盐碱地指数等级图

图 3 －15 垦利县 1998 年盐碱地指数等级图

图 3 －16 垦利县 2005 年盐碱地指数等级图

通过面积统计，垦利县三个时期各程度盐碱地面积如表 3 － 17，显示其动态变化规律。

表 3 －17 垦利县三个时期各程度盐碱地面积统计

续表

通过分析研究区三个时期盐碱地指数分级图可以看出，垦利县重度退化土地主要分布在沿海滩涂地区和区内北部部分地区，前者受海水直接影响，氯化盐含量较高，土地退化严重; 后者为孤东油田所在地，有较大面积的盐碱地分布。中度退化土地主要依海岸线分布在东部沿海以及区内中部地区，与重度退化土地相比，位置离海岸线稍远，盐碱稍轻; 中部地势低平，地下水埋深较浅，因此形成中度盐碱地。轻度盐碱地主要分布在垦利县西南部和北部的农用地，西南部主要是水浇地分布区，北部主要是旱地分布区，这部分土地虽然为农用地，但是受到土壤盐碱化影响，有轻度退化的现象。无退化土地主要是垦利县东部林草地和西南部的农田，在中部和黄河沿岸的沙地以及农用地也有分布，该部分农用地或地势较高，或沿黄河未受盐碱影响，土壤质量较好，营养元素丰富。

从各时期盐碱地的动态变化看，1987 年垦利县重度、中度退化土地较多，二者占总土地面积的二分之一多; 1998 年土地盐碱化状况得到了明显改善，重度、中度退化土地面积比例降为 44. 48%; 2005 年，虽然重度、中度退化土地面积比例降为 34. 23%，但是轻度退化土地面积比例从 1998 年的 23. 35% 增加为 47. 06%，无退化土地面积从 32. 17% 减少为 18. 71%，退化土地总体面积有明显增加趋势。1998 年与 1987 年相比，明显的变化是垦利县境内轻度退化土地和无退化土地的面积增加。2005 年与 1998 年相比，明显变化是轻度退化土地面积明显增加，无退化土地面积明显减少。

从空间上看，1987 ～1998 年间，垦利县盐碱地变化最大的是西南部、中部以及北部地区，西南部盐碱地主要转变为水浇地，中部盐碱地主要转变为水稻田、水库，北部盐碱地主要转变为旱地。1998 ～2005 年间，垦利县中部盐碱地主要转变为水库，而沿海部分的盐碱地主要转变为养殖池。同时，随着人类对农用地的无度开发利用，农田也出现盐渍化现象，其中无退化土地面积明显减少。另外，沿海养殖池的修建及其大量海水的引入，也加剧了周围土地的盐渍化程度。以上均反映了人类活动在盐碱地改造、利用方面的消极影响。

垦利县近 20 年间的土地盐碱化演化规律，说明人类活动在土地盐碱化过程中起着主要作用。1987 ～ 1998 年，农用地的开发利用使大量轻度退化土地转变为农用地，而1998 ～ 2005 年间水产养殖业的快速发展使大量盐碱地转变为水库和养殖池。此外，当地广种薄收的土地利用习惯以及对耕地的过度开发，使得农田中盐渍化程度不断加重，人类活动推动了研究区土地盐碱化的进程。